熵与生命论文

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1、爛与生命童海港(绍兴文理学院化学化工学院化学061浙江绍兴312000)摘要：爛增原理阐述了在封闭系统及与其和对应的环境所组成的孤立系统中，任何自发过程总是朝着使体系越来越混乱、越来越无序的方向演化。但对生命物质来说，其演化过程恰好与上述情况相反。这难道真的是一对矛盾吗？本文将对此进行简单的阐述。关键词:爛生命负爛耗散结构、爛的概念1867年，德国物理学家克劳修斯(Clausius)在法兰克福举行的第41届德国自然科学家和医生代表大会上,提出爛的概念和宇宙的热寂说，引起人们的极大关注，从此“什么是炳''在科学史上引起了广泛的讨

2、论.爱因斯坦(Einstein)说：爛理论对于整个科学来说是第一法则。所谓嫡，是反映…个系统宏观态所具有的微观态数目或与热力学儿率有关的物理量，它是系统无序性的量度。1865年克劳修斯在研究卡诺定理的基础上给出了克劳修斯不等式，从而引入了爛的数学表达式。二、爛与生命过程达尔文的进化论认为，地球上的生物，随着环境的变迁，有一个由低级牛:命形态向高级生命形态逐渐进化的必然趋势，牛物是由单细胞进化到多细胞的，从无序到有序的过程。但是这与克劳修斯提岀的爛增加原理：任何过程总是朝着使体系越来越混乱、越来越无序的方向演化的理论岂不是矛盾吗

3、?1943年，薛定铐(Schrodinger)在都柏林三一学院讲演中指出:“一个生命有机体的炳是不可逆地增加的，并趋于接近最大值的危险状态，那就是死亡。生命体作为一个非平衡的开放系统要摆脱死亡，从物理学的观点看，唯一的办法就是从环境中不断汲取负爛来抵消自身的炳增加，有机体是依赖负爛为生的。更确切地说，新陈代谢中本质的东西，乃是使有机体成功地消除当自身活着的时候不得不产生的全部的爛，从而使其自身维持在•个稳定而乂很低的爛的水平上。”因为爛是无序性的量度，所以负爛是有序性的量度。普利高津在研究不违背热力学第二定律的情况下，如何阐明

4、生命有机体自身的进化过程时提出了耗散结构的概念。耗散结构是指当体系处于非平衡时，通过体系与外界交换能量和物质而形成和维持的一种稳定化了的宏观体系结构。它突破了热力学定律只适用孤立系统的限制，将其运用到开放系统。一个正常的生命体现可视为一个处于非平衡的开放系统，即是一个耗散结构。作为开放系统的生命体内在远过程里爛的改变量可表示为ds二dSi+dSc,其中dSi为生命体内的所有不可逆过程（消化、吸收等过程）产生的嫡变，其值恒大于或等于零；dSe为&命体与外界交换物质与能量而产工的爛变，亦称爛流，其值可正、可负、或为零。对于一个孤立

5、系统其也dse=O,则ds二ds&O,这就是我们所说的嫡增加原理。对于生命体这个开放系统，其dSeHO,若有生命体从外界获得负爛流（dsc<0）,并且有获得的负炳流大于生命体内部产生的爛变，即丨dseI>IdSi

6、时，则有生命体的爛变（ds<0,这吋系统的炳是减少的，因而系统的有序性增加，这意味着生命从一定的有序结构上升到更高的有序结构，这就是生命体的发育、生长过程。如果在一定时期内，生命体自身内部产生的爛变（dsj和生命体与外界交换物质、能量而产生的负爛（ds°）恰好相等，那么系统的爛变ds二0,系统将维持一定的有序结构上，

7、生命有机体便处在稳态、成熟的阶段。若生命体获得的负爛小于自身内部的炳产生（丨ds°丨〈丨dsj）,则生命休的爛变ds>0,生命体的爛是增加的，生命机体便生产疾病、退化、衰老。当生命体的爛累积到最大时，整个生命机体呈现出高度无序性，处于高度混乱状态，这就是生命的终止——死亡。三、爛与生命研究意义爛与生命研究有着重大的意义。首先，解决了克劳修斯炳增原理和达尔文生物进化论久久难以逾越的鸿沟，解答了人们心中长达数十年的疑惑。也让两大理论得到了恰当的评价。其次为爛与生命关系的定量化打下基础，目前，生命过程与爛的研究还处于定性阶段，一旦建

8、立起定量关系，其意义是非常重大的。根据马克思唯物辩证法的认识论“世上没有不可认识的事物只有尚为被认识的事物”。爛与生命关系的定量化一定能实现。到那时，我们可以生产出“人体爛增测试仪”，随时可以测定我们的健康状况，了解我们处在牛:命过程的哪一阶段，预测我们的寿命有多长。到那时，人类可以更好地把握口己，把握世界，把握未来无机世界发展的过程。参考文献：1.爛与生命吕兴虎（浙江同济科技职业学院浙江杭州310016）2•嫡、生、命思考邵荣宽（屮国民航学院基础课部）3•爛与生命的关系刘广生，李慧（1.河南人学物理与信息光电子学院；2.河南

9、大学数学与信息科学学院，河南开封475001)4.生命现象与爛陈刀强（贵州省镇宁民族师范学校贵州安顺561200)